Transcript plan de cours

École de technologie supérieure Département de génie de la production automatisée Responsable(s) de cours : Richard Macdonald
PLAN DE COURS
Été 2014
GPA667 : Conception et simulation de circuits électroniques (3 crédits)
Préalables
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8
Concentration Informatique
industrielle
Pour tous les
étudiants
GPA325 ­ E
GPA325
Qualités de l'ingénieur
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
Q8
Q9
Q10
Q11
Q12
Qn
Qualité visée dans
ce cours
Qn
Qualité visée dans un
autre cours
Compétence
enseignée
Compétence
évaluée
Compétence
enseignée et
évaluée
Descriptif du cours
Étudier les différentes étapes du processus de design en électronique. Comprendre les avantages et les inconvénients inhérents à un
système de CAO. Processus de design : capture du schéma, simulation, corrections éventuelles, mise en boîte du circuit, placement des composantes,
tracé du circuit imprimé, vérification des masques, corrections des masques et du schéma. Création de symboles et de pièces.
Corrections du schéma rapportées sur le circuit imprimé et corrections du circuit imprimé rapportées sur le schéma. Comparaison
entre différents systèmes de CAO en électronique. Séances de laboratoire et travaux pratiques axés sur l’utilisation des ordinateurs pour la simulation et la conception de circuits
électroniques. Précision sur le préalable : le préalable GPA325 Introduction à l'électronique est spécifique aux profils I, M et P.
Page 1 de 7 Objectifs du cours
Identifier les limitations de circuits en relation avec celles des dispositifs qui les composent en simulant des circuits électroniques
qui contiennent les dispositifs standards – diodes, transistors bipolaires et à effet de champ, amplificateurs opérationnels, etc. –
dans des conditions réelles. Fournir les critères pour le choix adéquat de technologies, où les circuits électroniques analogiques
et numériques sont considérés comme blocs fonctionnels pour la réalisation de systèmes plus complexes. Réalisations de circuits
plus complexes: oscillateurs, régulateurs, filtres actifs, etc. Méthodologie de conception au niveau système et au niveau détaillé en fonction de l’environnement, des spécifications de
fiabilité, de vitesse et de précision. Choix technologiques: réalisation analogique ou numérique, composants intégrés ou discrets,
dispositifs programmables, montage classique ou en surface. Outils de conception: saisie du schéma, simulation,
programmation. Dossier de fabrication: tracé, circuit imprimé, assemblage, vérification et suivi.
Comprendre le processus de conception : saisie du schéma, simulation, corrections éventuelles, emballage du circuit, placement
des composantes, tracé du circuit imprimé, vérification des masques, corrections des masques et du schéma. Création de
symboles et de pièces. Corrections du schéma rapportées sur le circuit imprimé et corrections du circuit imprimé rapportées sur
le schéma. Comparaison entre différents systèmes de CAO en électronique. Stratégies pédagogiques
Cours magistral (39 heures, 3h/semaine): De nombreuses applications seront étudiées en classe pour permettre aux étudiants de
bien assimiler la théorie et les techniques présentées au cours. Les notes de cours résument les éléments importants des chapitres du
manuel de cours. Laboratoires/travaux dirigés (36 heures): Applications de la théorie étudiée au moyen de simulations de circuits électroniques avec
le logiciel de CAO/FAO intitulé Protel Design Explorer DXP (Altium Inc.). Il y a deux (2) laboratoires permettant de se familiariser avec
les outils logiciels et de vérifier la théorie enseignée en classe. Deux (2) projets permettant dans chaque cas à l’étudiant de concevoir
un système original pour solutionner un problème pratique et de vérifier la validité de son concept. Deux devoirs serviront à vérifier la
compréhension des techniques de conception enseignées en classe ou simulées en laboratoire. Utilisation d’appareils électroniques
Pour les quiz et les devoirs, l'étudiant peut utiliser les appareils électroniques de son choix. Cependant uniquement la calculatrice sera
permise lors de l’examen intra et l’examen final.
Coordonnées de l’enseignant
Groupe
Nom
Activité
Courriel
Local
01
Richard Macdonald
Activité de cours
[email protected] A­2958
Disponibilité
Page 2 de 7 Cours
PÉRIODE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Contenus traités dans le cours
HEURES
INTRODUCTION
PRÉSENTATION PERSONNELLE, PLAN DÉTAILLÉ DU COURS, DESCRIPTION DES
LABORATOIRES
C.I. LINÉAIRES­NUMÉRIQUES
COMPARATEURS 311 et 339, MULTIVIBRATEUR ASTABLE
C.I. LINÉAIRES­NUMÉRIQUES
HORLOGE 555 (Oscillateur astable et monostable), CIRCUITS D’INTERFACE
ALIMENTATIONS C.C.
DIODES ET RÉGULATEURS LINÉAIRES
ALIMENTATIONS C.C.
RÉGULATEURS À COMMUTATION
CONCEPTION ET FABRICATION
BESOINS, CONTRAINTES, APPROCHE SYSTÈME
PROTOTYPE, FABRICATION, TEST ET DOCUMENTATION
CAO/FAO – SYSTÈMES EMBARQUÉS
AMPLIFICATEURS INTÉGRÉS
AMPLI. DIFFÉRENTIEL
AMPLI. OPÉRATIONNELS ET D'INSTRUMENTATION
OSCILLATEURS
WIEN, RC, DOUBLE T (SINUSOÏDAUX), ONDES CARRÉE OU TRIANGULAIRE
3
3
3
3
3
3
3
EXAMEN INTRA
3
PROJET 1: LAMPE DE POCHE
PRÉSENTATION DU CONCEPT PAR LES ÉQUIPES
FILTRES ACTIFS
THÉORIE BUTTERWORTH et TCHÉBYCHEV
FILTRES ACTIFS
CONCEPTION DE FILTRES ACTIFS
AMPLIFICATEURS (SIGNAL ET PUISSANCE)
MULTI­ÉTAGES ET RÉPONSE (BASSE FRÉQUENCE)
PROJET 2 : ACCORDEUR 440 Hz
PRÉSENTATION DU CONCEPT PAR LES ÉQUIPES
3
3
3
3
3
Total
36
Page 3 de 7 Laboratoires et travaux pratiques
PÉRIODE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
DESCRIPTION
LABORATOIRE 1 – SÉANCE 1
MULTIVIBRATEUR À TRANSISTOR
LABORATOIRE 1 – SÉANCE 2
MULTIVIBRATEUR À TRANSISTOR ­ SIMULATION
LABORATOIRE 2
HORLOGE 555
PROJET 1 – SÉANCE 1
LAMPE DE POCHE
PROJET 1 – SÉANCE 2
LAMPE DE POCHE
PROJET 1 – SÉANCE 3
LAMPE DE POCHE (FIN)
TP ET PROBLÈMES
COMPARATEURS, MULTIVIBRATEURS (TRANSISTORS ET 555), RÉGULATEURS DE
TENSION (LIN. – COMMUTATION), AMPLIF. OPÉRATIONNELS
PROJET 2 – SÉANCE 1
ACCORDEUR 440 HZ ­ ENTRÉES
PROJET 2 – SÉANCE 2
ACCORDEUR 440 HZ ­ OSCILLATEUR
PROJET 2 – SÉANCE 3
ACCORDEUR 440 HZ ­ FILTRES
PROJET 2 – SÉANCE 4
ACCORDEUR 440 HZ ­ SORTIES
TP ET RPOBLÈMES
OSCILLATEURS, FILTRES ET AMPLIFICATEURS
DISCUSSION – RÉVISION
DISCUSSION SUR LE PROJET: CONCEPTION, SIMULATION, FABRICATION
PRÉSENTATION SUR LES TECHNIQUES DE FABRICATION – MONTAGE EN
SURFACE (SMT)
Total
HEURES
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
36
Utilisation d'outils d'ingénierie
Logiciel de CAO/FAO Altium Designer 9.4 (Altium Inc.)
Page 4 de 7 Évaluation
Toute la matière vue en classe, au laboratoire ou lors de travaux dirigés est susceptible d’être contrôlée lors de l’examen intra ou
final.
ACTIVITÉ
DESCRIPTION
%
Devoir(s)
Deux devoirs
10
Laboratoires : 1. Multivibrateur à transistors
2
2. Horloge 555
3
Projets :
1. Lampe de poche
15
2. Accordeur 440Hz
15
Examens :
INTRA
25
FINAL
30
Documentation :
Laboratoire(s) :
Projet(s) :
Intra: 3 feuilles de notes (recto­verso).
Final: Toute documentation permise. Dans les deux cas, la
calculatrice est permise.
Un rapport par équipe de 2 étudiants max.
Un rapport par équipe de 2 étudiants max. Des points seront
accordés pour l’originalité, la conformité aux spécifications, la
fonctionnalité (simulation), la documentation et le réalisme du dossier de fabrication.
Politique de retard des travaux
Pour les devoirs et les rapports de laboratoire, une pénalité de 5 % par jour de retard est applicable.
Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre
auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur de département. Pour un examen final, l’étudiant
devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un
billet de médecin, décès d’un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note (0).
Plagiat et fraude
Les clauses du « Chapitre 10 : Plagiat et fraude » du « Règlement des études de 1er cycle » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans
tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doivent consulter la
page Citer, pas plagier ! http://www.etsmtl.ca/Etudiants­actuels/Baccalaureat/Guichet­interactif/Citer­pas­plagier
Documentation obligatoire
Manuel : Non obligatoire mais fortement utilisé (50%)
Auteurs : BOYLESTAD, R.L. et L. NASHELSKY Titre : Electronic Devices and Circuit Theory 10e ou 11e éd. Éditeur : Prentice­Hall Année : 2013 Localisation : Electronic Devices and Circuit Theory 11 e éd. TK 7867 B69.2013 (11e éd.) TK 7867 B69.2006 (9e éd.) Notes de cours : Un site Web est accessible à l’adresse : https://cours.etsmtl.ca/gpa667/ Page 5 de 7 Ouvrages de références
Voici une liste des ouvrages consultés pour la partie simulation du cours GPA667 : • Altium Wiki – Altium Documentation http://wiki.altium.com/display/ADOH/Home, Altium Ltd. • BOUGEANT, M. et T. ROYANT (1998). Analyse et conception de circuits électroniques avec PSpice/DesignLab, Paris, Eyrolles,
Bibliothèque : Unité 13 TK7867B68, D01 et D02. • PRICE, T.E. (1997). Analog Electronics, an Integrated Pspice Approach, Prentice Hall Europe, ISBN 0­13­242843­1. • GOODY, R.W. (2001). OrCAD Pspice for Windows, vol. II: Devices, Circuits and Operational Amplifier, Prentice­Hall Inc., Upper
Saddle River (NJ), 2e 3e éd., ISBN 0­13­015797­X, Bibliothèque : Monographies, TK454G664 2001 V01. • KEOWN, J. (2001). OrCAD Pspice and Circuit Analysis, Prentice­Hall, Upper Saddle River (NJ), 4e éd., ISBN 0­13­015795­3, Bibliothèque : Monographies ,TK454 K46 2001 D01, D02 Adresse internet du site de cours et autres liens utiles
Un site Web est accessible à l’adresse : https://cours.etsmtl.ca/gpa667/
Autres informations
GPA667 – CALENDRIER ÉTÉ 2014 – rév. 3 final C : B­1512 TP/Lab : A­
3612
Lundi
Mardi
Mercredi
Jeudi
Vendredi
er
28 avril
29 avril
30 avril
2 mai
1 mai
Début des
cours
COURS1­
Intro. C.I. lin.­
num. AM
5 mai
6 mai
7 mai
8 mai
9 mai
COURS2­ C.I.
LAB1_S1
lin.­num. AM
AM
12 mai
13 mai
14 mai
15 mai
16 mai
COURS3­
LAB1_S2
Alim. C.C. AM
AM
19
20 mai
21 mai
22 mai
23 mai
mai­Congé
Horaire du
Journée
lundi
nationale des
COURS4­
Patriotes
Alim.C.C. AM
26 mai
27 mai
28 mai
29 mai
30 mai
COURS5­
LAB2
CAO/FAO
AM
AM
2 juin
3 juin
4 juin
5 juin
6 juin
Début
PROJET1_S1
entrevues de
AM
stages
COURS6­
Amplif.
Int. AM
9 juin
10 juin
11 juin
12 juin
13 juin
COURS7­
PROJET1_S2
Fin des
Oscillateurs AM
entrevues de
AM
stages
16 juin
17 juin
18 juin
19 juin
20 juin
COURS8
PROJET1_S3
(INTRA)
TP ET
PROBL.AM
AM
23 juin
24 juin ­
25 juin
26 juin
27 juin
Relâche
Congé
PROJET2_S1 Horaire du
Horaire du
AM lundi
Fête nationale
mardi
Page 6 de 7 du Québec
30 juin
Relâche
1er juillet ­
Congé
Fête du
Canada
8 juillet
2 juillet
PROJET2_S2 AM
7 juillet
COURS10­
Filtres
actifs_1 AM
14 juillet
15 juillet
COURS11­
Filtres
actifs_2
AM
21 juillet
22 juillet
COURS12­
Amplif. Multi­
ét.
AM
28 juillet
29 juillet
COURS13­
PRÉS.
P2 AM
9 juillet
PROJET2_S3
4 août
5 août
COURS9­
PRÉS.P1
AM
3 juillet
4 juillet
10 juillet
11 juillet
16 juillet
17 juillet
PROJET2_S4
AM
18 juillet
23 juillet
TP ET
PROBL.
24 juillet
25 juillet
30 juillet
DISCUSSION­
RÉV.
AM
31 juillet
6 août
7 août
1er août
Fin des
cours
2 août ­ début
des
examens
8 août
AM
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